燃煤机组汽轮机节能措施与技术探讨.pdf

2 0 1 3年第 4 期 总第 9 1 期 红 源 与 舌 善 E N E R G Y A N D E N E R G Y C 0 N S E R V A T I O N 2 0 1 3 年 4月 麓能减 ； 燃煤机组汽轮机节能措施与技术探讨 师 俊 峰 华电沈阳苏家屯金山热电有限公司，辽宁 沈阳 1 1 0 0 0 0 摘要 对燃煤发电机组的汽轮机节能原理进行 了介绍，分析了影响汽轮机效率的因素，最终总结归纳常见的汽轮机 节能措施和技 术 ，以期为 电力工作者提供一定的指导意义。 关键词 燃煤机组；汽轮机 ；节能；效率 中图分类号 T K 2 2 3 ．5 文献标识码 A 文章编号 2 0 9 5 0 8 0 2 一 2 0 1 3 0 4 0 0 4 9 0 2 Ene r g y -s a v i n g M e a s u r e s a nd Te c h no l o g i e s o f Tur bi ne o f Co a l fir e d Un i t s SHl J u n ～ f e n g H u a d i a n S h e n y a n g S u j i a t u n J i n s h a n T h e r mo e l e c t r i c C o ． ， L t d ． ， S h e n y a n g 1 1 0 0 0 0 ， L i a o n i n g ， C h i n a Ab s t r a c t I n t r o d u c e d e n e r g y- s a v i n g p r i n c i p l e o f t u r b i n e o f c o a l - fi r e d g e n e r a t i n g u n i t s ，a n a l y z e d c t o m a f f e c t i n g t h e s t e a m t u r b i n e e ffic i e n c y ，a n d s u mma r i z e d t h e c o mmo n e n e r g y - s a v i n g me a s u r e s a n d t e c h n o l o g i e s o f t u r b i n e fin a l l y ， i n o r d e r t o p r o v i d e s o me g u i d a n c e f o r e l e c t r i c i t y wo r k e r s ． Ke y wo r d s c o a l - fi r e d u n i t s ；t u r b i n e ； e n e r g y s a v i n g ； e ffi c i e n c y O 引言 煤炭 、石油 、天然气等化石能源的形成是漫长的 过程 ，数百年乃至数万年 内的时间内都不可能再生。 随着社会经济飞速发展对化石能源的消耗 ，化石能源 的匮乏和消耗化石能源对环境造成的污染和破坏越来 越严重。虽然国家对核电、水电、风电等新能源发电 的投资力度不断增大，但是 中国的能源结构导致了电 力企业依旧依靠 以燃烧煤炭为原料的火力发电机组 的 发电格局[】]。燃煤能源 日益短缺和人们对能源需求量 日益增加 的矛盾越来越 突出 ，燃煤机组是耗煤大户 ， 如何通过提高机组 自身 的效率减少对煤炭的消耗和污 染物的排放是 目前最迫切的研究课题之一 。汽轮机作 为燃煤机组三大主机之一 ，其能耗 的高低直接影响整 个燃煤机组的效率。本文首先介绍了汽轮机节能的原 理 ，通过分析影响汽轮机效率的因素提出相应的节能 改造措施 ，最终总结归纳了电力企业常用 的几种汽轮 机节能改造措施 。 给水 系统 、凝结水及疏水 系统等 、调节保安系统 、 油系统 以及其它辅助设备共 同组成的汽轮机组件。固 定部分 静子由汽缸 、隔板 、喷嘴 、汽封 、紧固件 和轴承等部 位组成 。转动部分 动力主要包括 主 轴 、叶轮或轮鼓、叶片和联轴器等。固定部分的喷 嘴、隔板与转动部分的叶轮、叶片组成蒸汽热能转换 为机械能的通流部分。汽缸是约束高压蒸汽不得外泄 的外壳 ，还设有汽封系统。 理想循环热效率和汽轮机内效率的大小决定了汽 轮机效率的大小，对于一定容量的机组，真空度、给 水温度 、换热器短差 、漏气损失大小等因素决定 了汽 轮机效率 的到底 ，因此对运行中的汽轮机进行改造 ， 也就是通过改造以上因素 ， 使汽轮机始终处于最佳的 工况下运行，维护较高的运行效率。对汽轮机的节能 改造要 以以下三个原则为前 提 a 切合 实际情况 ， 确保改造措施 的可行性 ；b 对 系统进行节能分析 ， 针对系统最薄弱和影响机组性能最大的环节开展改造 工作 ；C 改造措施技术要尽可能简单易行。 1 汽轮机节能原理介绍 2 汽轮机效率影响因素分析 汽 轮机主要是 由固定部 分 静子 和转动部 分 转子组成 ，与回热加热系统 包括汽轮机抽汽、 收稿 日期 2 0 1 3 0 3 1 6 作者简介 师俊峰，1 9 8 4年生，男，辽宁沈阳人，2 0 0 8年毕业 于沈阳航空工业学院计算机专业，助理工程师。 衡量汽轮机组效率高低的一个关键性指标就是汽 轮机组的热耗率 。对于新投产机组 ，导致汽轮机组热 耗率高的因素有通流部分效率低于设计值；真空度 低 、回热系统偏离设计值 、初参数低 于设计值 、热力 系统泄漏 、加热器短差偏离设计值 、节流损失 ；对于 49 2 0 1 3 年 第 4 期 ； 夏 与予 键 2 0 1 3 年 4 月 投产时间较长的老机组 ，造成汽轮机组热耗率偏高的 因素主要有 长时间运行造成机组老化 、机组运行负 荷低于额定负荷 、通流部分效率下降 、真空度低 、运 行方式不合理 、运行参数偏离设计值 、回热系统方式 偏离设计 、热力循环系统泄漏 、加热器运行短差与设 计值相偏离、厂用汽量较大等。因此，对于运行中的 机组 ，要针对影响汽轮机热耗率的因素定期对汽轮机 组进行检查诊断 ，及时发现并消除不利因素 ，维护汽 轮机在最佳的工况下运行，提高其效率。 3 常见汽轮机节能措施与技术 3 ． 1 汽轮机通流部分的增容改造 中国新建 的燃煤机组越 来越高参数化 、大容量 化。但是仍旧存留有一些建造时间较早供热机组和自 备电厂的机组参数较小。对 于这些老机组 ，由于当时 的设计水平和制造水平都 比较落后 ，对这些小机组节 能改造的主要手段是汽轮机通流部分的增容改造。例 如徐州 电厂 4号 1 2 5 MW 汽轮机经过增容改造 以后 ， 汽轮机热耗为原来的9 1 8 4 k J ／ k W h 提高到 8 1 7 5 k J ／ k W h ，效率提高明显Ⅲ 。 3 ． 2 重视热力系统 内漏 加热器疏水水位正常与否对热力系统 的性能有极 大的影响。如果加热器疏水水位过高 ，水位就会淹没 加热器的有效换热面积 ，从 而使传热效率降低 ；加热 器疏水水位过低 ，会造成热力系统 内漏。热力系统内 漏对汽轮机组 的效率有很大的影响 ，一方面 ，热力系 统 内漏造成了汽轮机通流部分有效能量的损失 ，另一 方面造成机组 的真空度 的降低 和辅机的电耗 的增加。 因此 ，实际运行过程 中，必须定期对阀门进行内漏检 测 ，及时发现并处理问题 ，定期对加热器壳侧空气进行 排放， 及时排除不凝结气体， 定期对加热器管子进行酸 洗，去除钙垢，确保加热器疏水水位处于正常水平。 3 ． 3 维护凝汽器的真空度 凝汽器的真空度决定 了汽轮机的背压 ，相同的进 汽参数下 ，汽轮机背压越低 ，汽轮机 的效率越高 ，根 据实际运行经验发现 ，运行中的机组 ，汽轮机的背压 降低降低 1 k P a ，整个机组的供电煤耗相应地要会提 高 2 ． 5 g t e c ／ k W h 左右。保证凝汽器真空度 的措施和 手段是保证凝汽器的气密性和清洁程度 ，减少热力系 统内漏，增加循环冷却水的流量等。实际措施有a 加 强检修 ，利用先进手段和仪器对 真空系统进行检 漏 ，及时处理 ，确保真空系统的有最佳密封效果 ；b 保证凝汽器胶球清洗装置正常投入运行 ，在凝汽器人 口设 置过滤装置 ，对凝 汽器水 室进行定期清理 ；c 提高真空泵的功率。 3 ． 4 维持汽轮机运行负荷 汽轮机结构设计是基于特性设计参数的。运行中 5 0 的机组由于锅炉煤种的变化 、负荷的变化 ，运行参数 往往与设计参数有一定的偏离。运行参数偏离设计参 数 ，不仅对汽轮机组的效率有很大的影响 ，同时还会 威胁到汽轮机组乃至整个火电机组 中设备的安全性及 其使用寿命 。因此 ，这就要求 电网调度合理安排 ，尽 可能保证主力机组的运行负荷。但是由于我们用电峰 谷差的存在 ，很多火电机组都承担着调峰的任务 ，运 行负荷一般都低于最大经济负荷 ，这就要求运行人员 有很高的技术水平和丰富专业知识，根据负荷的变化 及时的调整运行参数 ，保证设备安全高效 的运行。 3 ． 5 加强煤种控制和锅炉的燃烧调节 相 同背压下 ，汽轮 机的进汽参数越 高 ，流量越 大，则汽轮机效率也越高。汽轮机的进汽参数是由锅 炉的出汽参数决定 的。锅炉的稳定燃烧是保证蒸汽品 质 的前提。中国煤炭 的国情是成分复杂 、种类繁多 ， 而且分布不均匀。这就使得锅炉的燃用煤种与设计煤 种成分相差很大 ，也为锅炉的安全高效运行制造了困 难旧 。为 了解决此类问题 ，一方面 ，电厂要加强煤种 控制 ，尽可能采购与设计煤种接近的煤种 ，或者采取 混煤的方式 ；另一方面 ，锅炉运行人员要加强对锅炉 的燃烧调节 ，根据不同的煤种和运行负荷 ，及时准确 地调整风粉配比及燃烧器的角度 ，保证汽轮机进汽参 数 的品质。另外 ，还要保证 给水 的品质 ，减少排污 ， 减少受热面积灰用汽 ，保证汽轮机进汽足质足量 。 另外要加强对汽轮机组的检修工作 ，在大修时 ， 要加强对汽轮机通流部分的维护 ，及时调整汽轮机隔 板及动叶顶部的汽封间隙、调整调 门，动 、静也表面 加强处理。防止汽封 间隙增大造成漏汽的增加 。加强 对热工仪表和控制系统的维护和使用 ，及时更换精度 不确定的仪表 ，保证测量参数的准确性。 4结语 随着能源和环境问题的 日益突出和严峻 ，火力发 电厂作为消耗化石能源的大户 ，通过 自身的技术改造 实现节能减排的任务越来越重。汽轮机作为火力发电 厂的三大主机之一 ，其安全高效 的运行对整个机组效 率的影响举足轻重 ，因此对汽轮机组进行节能改造是 火力发电厂节能减排的重要措施之一 。火力发电厂作 为一个 由三大主机及辅助设备组成的有机整体 ，其各 部分之间不是孤立 的，而是相互配合 ，相互影响 ，对 汽轮机改造的同时还要兼顾对锅炉本体等其他辅助设 备的影响，必须通过对全厂设备的节能诊断，综合考 虑各设备和系统的性能，最终实现全厂效率的最佳。 参考文献 [ 1 ] 杨利民， 李爱华． 汽轮机节能和增容改造的可行性分析[ J ] ． 中国电业技 术， 2 0 1 3 1 3 0 3 2 ． 责任编辑 刘倩倩